本文来自：罗马广场，作者：Atorasu
影响着手机、PC以及汽车行业的芯片短缺仍在继续，就在IBM宣布2nm制程芯片取得突破后不久，IBM总裁吉姆·怀特赫斯特（Jim Whitehurst）最近又指出：芯片短缺可能将持续2年之久。
IBM的频频发声展示出其希望在半导体领域大展拳脚的姿态，尤其是其2nm制程突破的官宣，显然是对标台积电最新的3nm芯片研发。
且不说IBM的研发进度和良品率如何，台积电的反应也异常迅速，很快就宣布了与台大和MIT合作在1nm制程芯片研发上的重大突破，并在其中采用了新材料——Bi（铋）。
关于芯片短缺的问题，管理万亿资产的基金巨头---美国资本集团（Capital Group）在近日的报告中也指出，这种短缺并不是结构性的，而是主要由疫情等因素导致的周期性短缺；
并预计，汽车芯片的短缺最快可能在年末就得到缓解。
谈及当前半导体行业的格局，Capital Group指出，经过几十年的资本角逐和行业整合，目前半导体行业格局已经比较稳定，供应链中的每一个环节都有几个占据主导的巨头，比如专攻芯片代工的台积电、设备制造的阿斯麦尔、内存颗粒的三星等。
紧接着话锋一转，Capital Group认为当前半导体对于各国战略的重要性可能会加剧一些地缘政治摩擦，比如美国近年来开始有意识地将芯片代工产业引向本土，由于产业格局和一些因素，Capital Group担心这种国家政策层面的操纵会影响行业的效率。
90岁高龄的台积电创始人张忠谋近期也罕见出面发声，希望各界珍惜中国台湾半导体制造的优势，并点明了中国台湾和韩国在芯片制造方面相较于美国的优势。
谈及中国的半导体发展，CapitalGroup看到中国政府已经将半导体作为最新一个五年计划的战略重心之一，并指出，尽管可能会耗费一些时间，但鉴于中国对半导体行业的巨量投入和政策倾斜，终将在这个领域作出成绩……
精彩观点
“这次（芯片）短缺本质上是周期性的，而且对汽车和PC（个人电脑）行业的影响更严重。在这个对数据的需求日益旺盛的世界，我们把半导体看做下一个十年全球增长的动力源，就像石油对上个世纪工业经济的崛起一样重要。”
“据估计，全球半导体销量将从2019年的4500亿美元翻倍，2030年将达到1万亿美元。”
“由于汽车芯片生产通常需要4个月时间，所以汽车业的芯片短缺可能会在今年末得到缓解。”
“2018年，机器生成的数据超过了人类，我们认为这种革命性的转变将成为半导体行业的重要催化剂。展望未来，以后大多数的数据可能会由具有超强处理能力的计算机生成，挑战则会在于如何增加处理能力以及降低功耗。”
“鉴于中国台湾掌控着大部分高端半导体的代工制造，因此美国和欧洲都试图将关键的供应链环节引向本土。
这（美国将半导体产业转回国内的行为）可能导致市场效率降低。而且对于那些将芯片制造外包到亚洲的美国半导体公司是否愿意把芯片制造环节转移回本土也未可知。”
“由于这些公司生产的机器的复杂性，它们在供应链中的地位已经无法取代，举例来说，一台用于生产高端芯片的EUV光刻机，由超过10万个零件构成，单台成本约1.2亿美元，需要40个货运集装箱才能运输——只有阿斯麦尔有能力制造这样的设备。
这些设备制造商通过进一步发展出一套基于维护服务的商业模型，从机器保养维修中获取经常性收入。在过去的5年中，它们的平均营业利润率达到25%，我们预计，这一比率将有望超过30%。在过去几年中，这样的公司的数量也逐渐下降到个位数。”
“中国政府希望减少对美国半导体厂商的依赖，尤其是在当前的美国贸易制裁下，中国在最新的五年计划中已经将发展半导体产业列为最高级别的战略重心。
这将花费不少时间，但是鉴于中国正在投入的资金、资源和努力，它终将在这个领域发展出一些成绩，就像中国以往在其他产业取得的突破一样。”
为什么芯片半导体会成为下一个石油？
当前的芯片短缺会持续多久？这次短缺又预示着整个行业怎样的未来？
我们认为，这次短缺本质上是周期性的，而且对汽车和PC（个人电脑）行业的影响更严重。在这个对数据的需求日益旺盛的世界，我们把半导体看做下一个十年全球增长的动力源，就像石油对上个世纪工业经济的崛起一样重要。
重要的是，半导体行业已经经历了过度资本支出、库存管理不善和缺乏定价纪律为特征的兴衰周期。如今，经过多年的行业整合，半导体产业链中的主要环节都出现了几个占据全球主导地位的玩家，使得全行业更加有序，定位也更明确。
在需求端，随着企业、政府和产业向5G、AI和云技术转型，我们相信整个半导体行业都将在未来几年收益于这股强劲的顺风。
据各方估计（包括资本集团的预测），全球半导体销量将从2019年的4500亿美元翻倍，2030年将达到1万亿美元。
产能不足并非由于结构性短缺
而是由于疫情影响
各综事件的叠加影响造成了芯片半导体的全球缺货，我们认为这些事件本质上都不是结构性的，也不会影响到长期需求。比如汽车行业就是在疫情初期砍掉了很多订单，导致了如今措手不及的局面。
与此同时，疫情导致的封城和居家办公加速了数字化进程，大幅增加了对PC、游戏主机、家用电器和云计算应用的需求，而这些设备的核心都是芯片。
PC是最显著的例子，即便过去10年，PC销量一直在缓慢下行，它仍占据着1/3的半导体市场，而这一下行趋势在去年被逆转，因疫情影响，PC市场创下过去十年最高增长。
因此，当汽车厂商去年秋季恢复芯片订单之时，半导体厂商已经没有多余的产能为他们生产芯片。好在汽车行业仅占整个半导体市场的一小部分，尽管随着电动汽车的兴起，它可能会成为未来潜在的增长点。
由于汽车芯片生产通常需要4个月时间，所以汽车业的芯片短缺可能会在今年末得到缓解。
半导体在全球经济中扮演者不可或缺的角色
预计到2025年，各类设备及应用场景中的半导体使用占比（通讯：34%；PC/计算：32%；消费电器：14%；汽车：11%；产业/政府部门：9%）；资料来源：彭博社
AI和机器学习是芯片行业增长的强劲动力
现在每天都会有越来越多的数据生成，这些数据最初来源于人们在社交网络上传的记录生活的图片和视频——晒娃、晒食物、餐厅和旅游景点。然后在2018年，机器生成的数据超过了人类，我们认为这种革命性的转变将成为半导体行业的重要催化剂。
展望未来，以后大多数的数据可能会由具有超强处理能力的计算机生成，挑战则会在于如何增加处理能力以及降低功耗。
大量的数据将不会驻留在我们的手机，而是存储在数据中心里，如今，数据中心的耗电量约占全球用电的3%，如果我们不采取任何行动降低功耗，它们在未来10年内可能会占用25%的电力资源。
为了解决这样的困境，半导体设计需要尽量降低功耗，粗略估计，每两年需要降低30%的功耗。
我们认为，这将推动更先进制程芯片的增长，这些芯片将应用在高端手机和数据中心上，而这又会驱动半导体行业未来5年的增长。
一个庞大的半导体支出周期即将来临
全球最大的半导体公司们正计划在新的芯片制造设施上投入数十亿美元，以满足新的需求；由于半导体被视为国家安全的重中之重，这样的巨额投入同时也是为了应对日益紧张的地缘政治格局。
鉴于中国台湾掌控着大部分高端半导体的代工制造，因此美国和欧洲都试图将关键的供应链环节引向本土。
行业龙头台积电计划到2023年，将投入1000亿美元用于制造新的芯片代工设施，包括计划在美国亚利桑那周建造一个大型生产基地。台积电占先进制程芯片制造的近80%市场份额，主要客户包括苹果、高通和博通（Broadcom，全球领先的有线和无线通讯半导体公司）。
半导体生产行业已经高度整合
芯片制程越小，有能力生产的厂家就越少；资料来源：资本集团、英特尔，截至2020年12月
与此同时，英特尔也计划投入200亿美元在亚利桑那州建两个工厂，三星电子也计划在得克萨斯州建一座价值170亿美元的新工厂。
半导体行业经过长期的资本角逐和产业整合，最终剩下两个行业巨头：台积电和三星，排名第三的英特尔则被远远甩在它们身后。
然而，对于这些（在美国本土的）建设投入，长期来看将在多大程度上对全行业有所助益尚有待观察，我们也将密切关注这方面的动向，因为美国的制造成本比起中国台湾和韩国都要高，后两者贡献了目前半导体行业的大多数产能。
这（美国将半导体产业转回国内的行为）可能导致市场效率降低。而且对于那些将芯片制造外包到亚洲的美国半导体公司是否愿意把芯片制造环节转移回本土也未可知。
半导体行业的整合是跨供应链环节的
经过几轮整合，整个半导体产业链中的每个部分——包设计、设备制造、代工以及封测——都由几个主要公司掌控。
这些公司凭借在这些领域高度专业的知识，它们的竞争护城河不断拓宽，其中很多公司有着优秀的企业管理以及对用户需求的深入理解，使得它们有着很强的定价能力以及诱人的高利润。
半导体设备厂商：这个领域的市场集中度很高，排名前5的公司控制了近75%的市场份额，这个比例较15年前上升了约40%。
这些公司包括荷兰的阿斯麦尔（ASML），以及美国的应用材料公司和泛林半导体，通过在半导体制造和测试的不同环节发展自身的细分市场，它们都在全球范围建立了强大的护城河。
由于这些公司生产的机器的复杂性，它们在供应链中的地位已经无法取代，举例来说，一台用于生产高端芯片的极紫外线光刻机（Extreme ultraviolet lithography），由超过10万个零件构成，单台成本约1.2亿美元，需要40个货运集装箱才能运输——只有阿斯麦尔有能力制造这样的设备。
这些设备制造商通过进一步发展出一套基于维护服务的商业模型，从机器保养维修中获取经常性收入。在过去的5年中，它们的平均营业利润率达到25%，我们预计，这一比率将有望超过30%。在过去几年中，这样的公司的数量也逐渐下降到个位数。
内存颗粒：这个行业的格局历经演化，现在已经变得比以前更有吸引力。
内存制造原先是一个周期性的，具有商品属性的生意，它渐渐从15家公司缩减到只有3家全球性公司，其中的行业龙头是韩国三星电子，因此内存行业的格局变得更稳定、理性。
而且内存颗粒依然是计算处理器中不可或缺的组成部分，被用在诸多硬件领域。尽管韩国占全球内存颗粒生产的3/4，美国仍然保持着全球半导体市场的主导地位，占有47%的市场份额，因为它在Fabless（Fabrication less：无工厂芯片供应模式）、设备和IC设计领域占据主导。
美国半导体公司保有极大的市场份额
半导体市场份额（美国：47%；韩国：20%；日本：10%；欧洲：10%；中国台湾地区：7%；中国大陆：5%）；资料来源：半导体行业协会，截至2020年
半导体的战略重要性加剧了地缘政治摩擦
随着半导体的战略地位变得至关重要，它开始引起美国、中国以及欧洲政府的密切关注，他们背后都有着各自不同的动机。
美国最大的担心是，尽管目前美国公司在芯片设计方面仍旧占据主导，它早在几年前就将芯片代工的领导地位拱手让给了台积电。目前，美国芯片制造份额只有12%，远低于1990年的37%。
与此同时，欧洲担心的是自身对于先进半导体的制造能力的缺乏，尤其是最近的芯片短缺使得德国的汽车制造巨头们大受打击，这使得欧洲对半导体制造能力的需求更加迫切。
至于中国，中国政府希望减少对美国半导体厂商的依赖，尤其是在当前的美国贸易制裁下，中国在最新的五年计划中已经将发展半导体产业列为最高级别的战略重心。
这将花费不少时间，但是鉴于中国正在投入的资金、资源和努力，它终将在这个领域发展出一些成绩，就像中国以往在其他产业取得的突破一样。
随着芯片半导体成为几乎各行各业不可或缺的组成部分，而且它本质上是我们日常使用的各类电子产品的“大脑”，它的重要性只会越来越高。
至于半导体在战略上的紧急地位导致的公共政策对部分产业效率和执行力的削弱是否会成为一个趋势（译注：指的是由于半导体的战略重要性，美国强迫台积电在美国设厂，制造最先进制程的芯片，然而美国的产业环境和员工敬业程度都不如中国台湾，所以会影响生产效率），我们将密切关注。
